一種采集脈沖信號(hào)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號(hào)采集領(lǐng)域，特別是涉及一種采集脈沖信號(hào)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波熱量表通過(guò)超聲波的方法測(cè)量流量及顯示水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)所釋放或吸 收熱能量的儀表。在具體實(shí)施中，超聲波熱量表的換能器發(fā)出的脈沖信號(hào)的幅值較低，很容 易被噪聲所淹沒(méi)，因此，目前對(duì)于提取脈沖信號(hào)主要通過(guò)信號(hào)放大電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003] 但是，由于脈沖信號(hào)的幅值較低，如果信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)過(guò)小，則后級(jí)電路 很難提取到有效信號(hào)；如果信號(hào)放大電路的放大倍數(shù)過(guò)大，則可能導(dǎo)致有用信號(hào)被淹沒(méi)在 噪聲中。
[0004] 由此可見(jiàn)，如何準(zhǔn)確提取換能器發(fā)出的脈沖信號(hào)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn) 題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種采集脈沖信號(hào)的裝置，用于準(zhǔn)確提取換能器發(fā)出的脈沖 信號(hào)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種采集脈沖信號(hào)的裝置，用于超聲波熱量表 的換能器，包括：
[0007] 前置放大電路，用于采集所述換能器的脈沖信號(hào)并將所述脈沖信號(hào)進(jìn)行放大；
[0008] 鎖相環(huán)電路，用于將所述前置放大電路放大的信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0009] 計(jì)時(shí)芯片，用于對(duì)所述鎖相環(huán)電路濾波后的信號(hào)計(jì)時(shí)；
[0010] 其中，所述前置放大電路的輸入端接入一對(duì)互為反向的二極管以保證箝位。
[0011] 優(yōu)選的，所述前置放大電路采用AD8604放大器；
[0012] 其中，所述AD8604放大器包括第一級(jí)同向放大電路、第二級(jí)同向放大電路、二階 無(wú)限增益多路反饋型帶通濾波器和第三級(jí)同向放大電路。
[0013] 優(yōu)選的，所述AD8604放大器的供電電源為3V-5V。
[0014] 優(yōu)選的，所述鎖相環(huán)電路采用CMOS鎖相環(huán)集成電路CD4046 ;
[0015] 其中，所述CMOS鎖相環(huán)集成電路⑶4046包括相位比較器、壓控振蕩器和低通濾波 器。
[0016] 優(yōu)選的，所述脈沖信號(hào)的頻率為1MHZ。
[0017] 優(yōu)選的，所述計(jì)時(shí)芯片為時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片TDC-GP21。
[0018] 本發(fā)明所提供的采集脈沖信號(hào)的裝置，通過(guò)前置放大電路將脈沖信號(hào)放大至適合 鎖相環(huán)電路濾波的信號(hào)，再通過(guò)鎖相環(huán)電路對(duì)信號(hào)濾波后傳輸至計(jì)時(shí)芯片從而實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖 信號(hào)的采集。由于該裝置存在鎖相環(huán)電路，在放寬通頻帶使通過(guò)頻率為中心頻率±4%的情 況下，可以將幅值在300mV以上的1MHZ信號(hào)濾出。考慮輸入信號(hào)為mV級(jí)，所以前置放大電 路的放大倍數(shù)只要40dB以上即可提取信號(hào)，而現(xiàn)有技術(shù)中由于沒(méi)有鎖相環(huán)電路，其放大電 路的放大倍數(shù)要60dB以上才能提取到信號(hào)。因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中只采用信號(hào)放大電路 來(lái)講，前置放大電路的放大倍數(shù)可以不用過(guò)大，這就有效避免了脈沖信號(hào)被淹沒(méi)在噪聲中。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖做簡(jiǎn)單的 介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1為本發(fā)明提供的一種采集脈沖信號(hào)的裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明提供的一種前置放大電路的電路圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明提供的一種鎖相環(huán)電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒?發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下，所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0024]本發(fā)明的核心是提供一種采集脈沖信號(hào)的裝置。
[0025]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】 對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]圖1為本發(fā)明提供的一種采集脈沖信號(hào)的裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，采集脈沖 信號(hào)的裝置，用于超聲波熱量表的換能器，包括：
[0027] 前置放大電路10,用于采集換能器的脈沖信號(hào)并將脈沖信號(hào)進(jìn)行放大。鎖相環(huán)電 路11，用于將前置放大電路放大的信號(hào)進(jìn)行濾波。計(jì)時(shí)芯片12,用于對(duì)鎖相環(huán)電路濾波后 的信號(hào)計(jì)時(shí)。其中，前置放大電路10的輸入端接入一對(duì)互為反向的二極管以保證箝位。
[0028]在具體實(shí)施中，超聲波的換能器輸出脈沖信號(hào)后，將該信號(hào)傳輸至前置放大電路 10的輸入端。由于該脈沖信號(hào)的幅值只有毫伏級(jí)，必須經(jīng)過(guò)信號(hào)放大后，后續(xù)電路才能夠處 理。前置放大電路10對(duì)獲取到的脈沖信號(hào)進(jìn)行放大以保證鎖相環(huán)電路11能夠處理，鎖相 環(huán)電路11對(duì)前置放大電路放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波，然后將濾波后的信號(hào)發(fā)送至計(jì)時(shí)芯片 中，計(jì)時(shí)芯片通過(guò)對(duì)信號(hào)計(jì)時(shí)，然后傳輸至單片機(jī)等數(shù)據(jù)處理裝置中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖信號(hào)的 米集。
[0029]本實(shí)施例提供的采集脈沖信號(hào)的裝置，通過(guò)前置放大電路將脈沖信號(hào)放大至適合 鎖相環(huán)電路濾波的信號(hào)，再通過(guò)鎖相環(huán)電路對(duì)信號(hào)濾波后傳輸至計(jì)時(shí)芯片從而實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖 信號(hào)的采集。由于該裝置存在鎖相環(huán)電路，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中只采用信號(hào)放大電路來(lái) 講，前置放大電路的放大倍數(shù)可以不用過(guò)大，這就有效避免了脈沖信號(hào)被淹沒(méi)在噪聲中。
[0030] 圖2為本發(fā)明提供的一種前置放大電路的電路圖。作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所 述前置放大電路采用AD8604放大器；
[0031]其中，所述AD8604放大器包括第一級(jí)同向放大電路100、第二級(jí)同向放大電路 101、二階無(wú)限增益多路反饋型帶通濾波器102和第三級(jí)同向放大電路103。
[0032]在具體實(shí)施中，考慮到換能器的輸出阻抗較大，因此前置放大電路必須要有足夠 大的輸入阻抗，因此本發(fā)明采用AD8604放大器，該放大器為四通道、軌到軌輸入和輸出、單 電源放大器，具有極低的失調(diào)電壓和寬信號(hào)帶寬。無(wú)需激光調(diào)整便可達(dá)到出色的性能。并 且AD8604增益帶寬積為8MHz，壓擺率為5V/ys。完全滿足要求電路上采取兩級(jí)放大后，經(jīng) 過(guò)帶通濾波器濾波后再經(jīng)過(guò)一級(jí)放大送往鎖相環(huán)電路.如圖1所示，前置放大電路的輸入 端接入一對(duì)互為反向的二極管D1和D2以保證箝位。該放大器的每級(jí)放大倍數(shù)具體為：
[0033] 第一級(jí)同向放大電路100的放大電路由公￥
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種采集脈沖信號(hào)的裝置，用于超聲波熱量表的換能器，其特征在于，包括： 前置放大電路，用于采集所述換能器的脈沖信號(hào)并將所述脈沖信號(hào)進(jìn)行放大； 鎖相環(huán)電路，用于將所述前置放大電路放大的信號(hào)進(jìn)行濾波； 計(jì)時(shí)芯片，用于對(duì)所述鎖相環(huán)電路濾波后的信號(hào)計(jì)時(shí)； 其中，所述前置放大電路的輸入端接入一對(duì)互為反向的二極管以保證箝位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集脈沖信號(hào)的裝置，其特征在于，所述前置放大電路采用 AD8604放大器； 其中，所述AD8604放大器包括第一級(jí)同向放大電路、第二級(jí)同向放大電路、二階無(wú)限 增益多路反饋型帶通濾波器和第三級(jí)同向放大電路。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采集脈沖信號(hào)的裝置，其特征在于，所述AD8604放大器的供 電電源為3V-5V。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的采集脈沖信號(hào)的裝置，其特征在于，所述鎖相環(huán)電路采用 CMOS鎖相環(huán)集成電路⑶4046 ; 其中，所述CMOS鎖相環(huán)集成電路⑶4046包括相位比較器、壓控振蕩器和低通濾波器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的采集脈沖信號(hào)的裝置，其特征在于，所述脈沖信號(hào)的頻率為 IMHZo
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的采集脈沖信號(hào)的裝置，其特征在于，所述計(jì)時(shí)芯 片為時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片TDC-GP21。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種采集脈沖信號(hào)的裝置，用于超聲波熱量表的換能器，包括：前置放大電路，用于采集所述換能器的脈沖信號(hào)并將所述脈沖信號(hào)進(jìn)行放大；鎖相環(huán)電路，用于將所述前置放大電路放大的信號(hào)進(jìn)行濾波；計(jì)時(shí)芯片，用于對(duì)所述鎖相環(huán)電路濾波后的信號(hào)計(jì)時(shí)。其中，所述前置放大電路的輸入端接入一對(duì)互為反向的二極管以保證箝位。由于該裝置存在鎖相環(huán)電路，因此相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中只采用信號(hào)放大電路來(lái)講，前置放大電路的放大倍數(shù)可以不用過(guò)大，這就有效避免了脈沖信號(hào)被淹沒(méi)在噪聲中。
【IPC分類】H03L7-08, H03L7-099
【公開(kāi)號(hào)】CN104868908
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510296344
【發(fā)明人】劉革, 張巖, 趙禺
【申請(qǐng)人】吉林省安億家熱能計(jì)量有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年6月2日